多相流热物理学 (平装)

多相流热物理学 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西安交通大学出版社
作者:陈学俊
出品人:
页数:633 页
译者:
出版时间:2005年12月1日
价格:66.0
装帧:平装
isbn号码:9787560521107
丛书系列:
图书标签:
  • 多相流
  • 热物理
  • 传热
  • 流体力学
  • 相变
  • 工程热物理
  • 传质
  • 流体流动
  • 热工
  • 能源
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具体描述

本书从管内气液两相流的流型及其转化规律、截面含气率、摩擦阻力、对流沸腾传热、传热强化与临界热负荷,到气泡运动规律、两相流不稳定性、管束间流动与传热,再到气液两相流的界面波特性、两相及三相流中非线性分析和快速随机诊断理论、颗粒动力学及其模拟、多相流的基本建模理论与数值模拟方法等,逐步经历了一个从点到面、从工程技术原理到物理过程本质渐次深入的认识发展过程。既重视了工程技术上的应用前景,又深入到物理本质问题的研究。本书可作为能源、动力、化工、石油、核电、航空航天以及其他动力专业的研究生教材,也可作为相关专业本科生选修课程教材及有关科研单位和工程技术人员的参考书。

《多相流热物理学》:探寻流体世界的奥秘与能量的转化 本书是一部深度探索多相流体在热力学过程中所展现出的复杂现象与内在规律的学术专著。它并非仅仅罗列数据或定理,而是旨在为读者构建一个清晰、严谨且富有洞察力的知识体系,引领读者穿越流体动力学的迷雾,理解能量在多相系统中的传递与转化机制。 核心内容概述: 本书的核心在于系统性地阐述多相流体,即由两种或两种以上不同相态物质(如气-液、液-固、气-固、液-液、固-固、气-液-固等)混合而成的流动体系,在热物理学视角下的行为特点。我们将从最基础的流体力学原理出发,逐步深入到与热量传递、相变、能量守恒等热力学概念紧密结合的复杂过程。 第一部分:基础理论与建模 流体力学基础 revisited: 回顾并深化对连续介质力学的理解,重点关注能够描述多相流体的方程组,如Navier-Stokes方程的推广形式、质量守恒方程、动量守恒方程以及能量守恒方程。我们将详细讨论不同多相流模型(如欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型、混合模型)的适用范围、数学表达以及它们在捕捉流动细节上的优势与局限。 界面现象与相间作用: 多相流的核心在于相与相之间的界面。本书将详尽剖析界面张力、润湿性、表面扩散等关键界面物理现象,并阐述这些现象如何影响流体的宏观行为。同时,我们将深入研究相间传热(如对流换热、传导换热、辐射换热)和相间动量交换(如拖曳力、升力、虚拟质量力、压差力、湍流诱导的动量交换)的理论模型,以及这些力如何在多相流体中扮演重要角色。 热力学定律在多相流中的应用: 重新审视热力学第一定律(能量守恒)和第二定律(熵增原理)在多相流系统中的具体体现。我们将分析相变潜热、比热、焓、熵等物性参数在不同相态物质混合流动中的变化规律,以及它们对系统能量平衡和过程方向性的影响。 第二部分:传热传质与相变过程 多相流中的传热机制: 详细探讨在不同多相流构型下(如泡状流、环状流、雾状流、液滴流、颗粒流等)的对流换热、传导换热和辐射换热。本书将引入丰富的实验数据和经验关联式,并解析基于第一性原理的传热模型,使读者能够准确预测和计算多相流体的换热性能。 相变动力学与传质: 聚焦于多相流体中常见的相变过程,如沸腾(饱和沸腾、过冷沸腾、强制对流沸腾)、冷凝(膜状冷凝、滴状冷凝)以及蒸发。我们将深入研究相变过程中涉及的质量传递机制,分析相变速率的控制因素,并探讨相变对流动模式和换热强度的耦合影响。 湍流与相间耦合: 湍流是多相流体中的普遍现象,它极大地影响着传热传质效率。本书将专门章节讨论湍流模型在多相流中的应用,以及湍流如何与界面、泡核、液滴、颗粒等相间结构相互作用,形成复杂的湍流-相间耦合机制。 第三部分:数值模拟与实验方法 多相流数值模拟技术: 介绍当前主流的多相流数值模拟方法,包括基于网格的(如有限体积法、有限差分法)和基于非网格的(如格子玻尔兹曼方法、平滑粒子流体动力学)方法。我们将重点讲解如何构建和求解多相流的耦合方程组,讨论网格收敛性、时间步长选择、界面捕捉技术(如VOF、Level Set)以及相间作用的离散化处理。 实验测量与验证: 阐述用于研究多相流热物理特性的先进实验技术,包括粒子图像测速(PIV)、相位多普勒测速(PDA)、激光诱导荧光(LIF)、X射线成像、声学测量等。我们将讨论这些实验方法如何提供关键的流动结构、速度场、温度场和相分布数据,以及如何利用这些数据对理论模型和数值模拟进行验证与修正。 应用领域展望: 本书的内容不仅是理论探索,更与众多实际工程应用息息相关。从核反应堆的安全设计、化工过程的反应器优化,到航空航天发动机的推进剂燃烧、能源系统的热交换器效率提升,再到环境保护中的雾霾形成机制、生物医药领域的药物输送,多相流体的热物理学特性无处不在,对理解和解决这些领域的工程难题至关重要。 本书的价值: 《多相流热物理学》旨在为相关领域的科研人员、工程技术人员以及高等院校师生提供一个全面、深入、前沿的学习平台。通过系统性地学习本书,读者将能够: 深刻理解 多相流体在热力学过程中的基本规律和复杂行为。 掌握 描述多相流热物理现象的关键理论模型和数学工具。 具备 分析和解决实际工程问题中的多相流热物理挑战的能力。 熟悉 当前多相流研究的前沿动态和最新的数值模拟及实验技术。 这部著作将引导您深入探索流体世界的奇妙,揭示能量在复杂流动中的动态转化,为您在相关研究和工程实践中提供坚实的理论支撑和宝贵的启示。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦白讲,我当初之所以会选择《多相流热物理学》这本书,很大程度上是因为我最近在工作中遇到了一个关于混合动力汽车发动机冷却系统的问题,其中涉及到燃油和冷却液的复杂多相流动和热量交换。我希望能够通过阅读相关的专业书籍,找到一些理论上的指导和启发。而这本书,简直就是为我量身定做的!它对内燃机中的燃烧过程、冷却液的循环以及高温高压下的相变机理进行了深入的剖析,让我茅塞顿开。书中对气液两相流在管道内的各种流动形态,例如层流、泡状流、弹状流、环状流等,都进行了非常细致的描述,并结合了相应的传热特性。我尤其惊叹于作者对于“空穴现象”和“气蚀现象”的解释,这些都是我之前在实际工作中经常遇到的但又难以从根本上理解的问题。通过书中对这些现象的微观机理分析,我才明白它们是如何产生的,以及会对系统造成什么样的影响。此外,这本书还涉及到一些先进的多相流模拟技术,比如计算流体力学(CFD)在多相流研究中的应用。它不仅介绍了各种数值方法的原理,还展示了如何利用这些方法来预测和优化多相流系统的性能。对我来说,这部分内容非常有价值,因为它为我提供了将理论知识转化为实际工程解决方案的工具。虽然这本书的某些章节涉及到的数学推导确实需要一定的功底,但我发现作者在处理这些内容时,非常注重逻辑性和清晰度,并且总是会及时回顾和总结,帮助读者巩固理解。总而言之,这本书为我解决实际工程问题提供了宝贵的理论支持和技术指导。

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我是一名对材料科学和表面工程领域有着浓厚兴趣的学习者,一直希望能够更深入地理解材料在不同环境下的行为,特别是涉及相变和流体相互作用的场景。《多相流热物理学》这本书,为我在这方面提供了极大的帮助。书中对材料表面濡湿性、成核机制以及相变动力学的研究,让我对许多常见的材料现象有了更科学的解释。例如,在制备防水涂层、防腐涂层或者生物医学植入物时,表面与液体的相互作用至关重要,而书中对液滴的铺展、接触角形成以及界面张力的理论分析,都提供了宝贵的指导。我特别对书中关于材料表面微纳结构的形貌如何影响多相流动的研究印象深刻,这为我理解仿生材料的设计和制备提供了新的思路。此外,书中对固液两相流在材料加工过程中的应用,如粉末冶金、陶瓷烧结、以及合金凝固等,都进行了深入的探讨。它解释了颗粒的输运、团聚以及与液相的相互作用如何影响最终材料的微观结构和宏观性能。对我而言,这本书不仅仅是理论知识的积累,更是为我提供了一种全新的思维方式,让我能够从多相流的角度来审视和理解材料科学中的许多问题,从而为我的研究和学习提供了更为广阔的视野。

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我是一名对能源技术发展趋势有着敏锐洞察力的行业观察者,一直在关注着新能源、传统能源的转型以及相关的技术瓶颈。《多相流热物理学》这本书,对于我理解当前能源领域面临的挑战和未来发展方向,提供了极其宝贵的理论基础。书中关于高效传热技术的部分,让我对如何提高能源利用效率有了更深的认识。例如,书中对强化传热技术,如翅片管换热器、微通道换热器以及相变材料蓄热器的详细介绍,让我看到了在核能、太阳能、地热能等领域,如何通过优化多相流动的热力学过程来提升能量转换的效率。我尤其对书中关于沸腾和冷凝传热的研究印象深刻,这些都是能量转换过程中最关键的环节之一,而书中对不同工况下的传热机制和影响因素的深入剖析,无疑为工程师们提供了重要的设计依据。此外,书中对碳捕获与封存(CCS)技术中的多相流问题,以及氢能源生产和储存过程中的气液固多相流动,都有着非常深入的讨论。这些都是当前能源领域的热点和难点,而这本书提供的理论工具和分析方法,无疑为解决这些问题提供了坚实的基础。总而言之,这本书不仅仅是一本学术专著,它更像是一本指引能源技术创新和发展的“路线图”,为我提供了一个宏观的视角来审视和理解当前能源领域的科技前沿。

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作为一名对环境科学和污染控制领域有一定了解的普通读者,我一直对如何解决工业排放、水体污染等问题感到忧虑。《多相流热物理学》这本书,虽然看起来学术性很强,但它却以一种非常实用和贴近现实的方式,揭示了许多环境治理背后的科学原理。书中对大气污染物扩散、雨水中污染物输运以及固液分离技术中的多相流现象的讲解,让我对这些问题的复杂性有了更深的认识,同时也看到了解决这些问题的科学途径。我印象深刻的是书中对颗粒物在空气中的沉降和输运模型的研究,这对于理解雾霾的形成和传播机制至关重要。同时,书中对污水处理过程中固液分离技术,例如沉降、过滤、离心等,所涉及的多相流机制的详细分析,也让我对如何提高处理效率有了更直观的理解。这本书并没有回避复杂的技术细节,而是将它们与实际的应用场景紧密结合,比如在工业废气处理塔内的气液接触、以及在河流或湖泊中的污染物混合与稀释过程。总而言之,这本书为我提供了一个科学的框架来理解环境问题,并让我意识到,解决这些问题需要深入的科学研究和技术创新,而多相流热物理学正是其中的关键一环。

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我是一名对宇宙探索充满好奇的爱好者,一直对行星大气层、星云以及黑洞吸积盘等天体物理现象背后的流体动力学和热力学过程非常着迷。《多相流热物理学》这本书,虽然从书名上看似乎与我的兴趣点有些距离,但当我翻阅它的时候,我却被书中描绘的宇宙图景深深吸引了。我逐渐意识到,许多我们肉眼可见或难以想象的宇宙现象,其本质都离不开多相流的原理。书中关于高超声速流动和激波的章节,让我对航天器再入大气层时的复杂物理过程有了全新的认识。作者通过生动的例子,解释了如何在极端高温高压环境下,气体、等离子体以及可能的液态或固态物质(例如行星大气中的尘埃或冰晶)之间进行能量和质量的交换。这对于理解某些恒星形成过程中的星际物质坍缩,或者行星形成过程中的尘埃凝聚,都具有重要的参考意义。我特别喜欢书中对“相变”在天体物理中的作用的探讨,例如气体云的冷却和凝结形成恒星,或者黑洞吸积盘中物质的加热和辐射。这些过程,都与多相流的理论息息相关。这本书的语言风格非常严谨,但又充满了一种科学的浪漫主义色彩,它能够将枯燥的物理公式和模型,转化为对宏大宇宙景象的生动描绘,让我感受到了科学探索的无穷魅力。而且,书中对不同尺度下的多相流现象的分析,从微观的分子运动到宏观的星系尺度,都展现了一种统一的物理规律,这让我对理解宇宙的本质有了更深的体会。

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说实话,一开始拿到《多相流热物理学》这本书时,我并没有抱太高的期望。毕竟,“多相流”和“热物理学”这两个词组合在一起,听起来就够硬核的了,我脑海里立刻浮现出密密麻麻的公式和晦涩难懂的理论。我本身对工程领域不算特别精通,更偏向于理论研究,所以抱着一种“姑且看看,了解个大概”的心态开始阅读。然而,这本书很快就给了我一个巨大的惊喜。它并没有直接抛出大量的数学公式,而是从一个非常宏观的视角切入,首先阐述了多相流现象在自然界和工业界无处不在的重要性,比如海洋中的波浪、大气中的云雨、以及各种工业生产过程中的液体、气体、固体混合。这种开篇方式非常有吸引力,让我立刻意识到,原来我对多相流的认知是多么的狭隘。接着,书中逐步深入,开始介绍不同相态之间的相互作用,特别是热量的传递机制。我印象特别深刻的是关于沸腾传热的部分,书中不仅仅解释了牛顿冷却定律,更详细地介绍了自然对流沸腾、强制对流沸腾、膜沸腾等不同阶段的热力学特性,以及影响这些阶段的关键因素,比如表面粗糙度、润湿性、热流密度等等。它甚至还探讨了在极端条件下,比如超临界流体中的相变行为,这对我来说完全是全新的知识领域。这本书的逻辑非常清晰,层层递进,从基础概念到复杂模型,从理论推导到实际应用,衔接得非常自然。而且,书中对各种实验数据的引用和分析也做得非常到位,让我看到了理论与实践相结合的魅力。我尤其欣赏作者在解释一些难点问题时,所使用的图示和表格,它们不仅仅是辅助理解,更是信息传递的有效载体,让我能够更直观地把握复杂的数据和关系。

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我对医学领域,特别是涉及生物流体动力学和药物输送方面一直抱有浓厚的兴趣。《多相相流热物理学》这本书,虽然表面上看似乎与医学相去甚远,但深入阅读后,我却发现它为理解许多生理过程和开发新的医疗技术提供了极其重要的理论基础。书中对血液在血管中的流动特性,例如血液的粘度、红细胞的聚集以及血管壁的相互作用,都进行了细致的分析。这对于理解心血管疾病的发生机制,以及开发新型的药物输送系统,例如纳米颗粒在血液中的输运和靶向递送,都具有重要的指导意义。我特别对书中关于微流控技术在生物医学应用中的探讨印象深刻。微流控芯片能够模拟人体内的微环境,实现对细胞、生物分子等微小物质的精确控制和操作,而其背后的多相流原理,正是理解和设计这些芯片的关键。此外,书中对气体在肺部气道中的输运,以及药物在吸入或注射后在体内的扩散和分布,都涉及到了复杂的多相流过程。这本书的作者,在解释这些复杂的生物物理现象时,往往会结合大量的实验数据和模拟结果,让我能够更直观地理解这些过程的复杂性和精妙之处。总而言之,这本书为我打开了医学领域一个新的认知维度,让我能够从更宏观和微观的层面来理解人体内的各种生命活动,并为未来的医学研究和技术发展提供了重要的理论支持。

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天呐,我简直太庆幸自己当初鬼使神差地翻开了这本《多相流热物理学》!在此之前,我对流体力学和热力学这些概念的理解,还停留在大学本科教科书里那些枯燥乏味的公式和抽象的图示阶段。以为多相流的研究无非就是把两种或多种不同相态的物质搅和在一起,然后看看它们怎么流动,温度怎么变化。但这本书,这本书完全颠覆了我的认知!它就像一位经验丰富的老者,用充满智慧的语言,一层层剥开了多相流世界的奥秘。我记得最深刻的是它关于气液两相流的讲解,不仅仅是描述表面现象,而是深入到气泡的生成、增长、破碎,液滴的形成、撞击、合并这些微观过程,并且将这些过程与宏观的热量传递紧密结合起来。书中对各种多相流模型,比如欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型等等的介绍,不再是简单的数学推导,而是结合了大量的实际应用场景,比如化工反应器、锅炉传热、核反应堆冷却等等。读到那些章节时,我仿佛置身于这些复杂的工程环境中,亲眼目睹着各种现象的发生,理解了为什么有时候一个小小的气泡就可能导致整个系统的效率大打折扣,或者引发难以预料的安全隐患。书中的插图也非常精妙,它们不是简单地用来填充版面,而是恰到好处地展示了复杂的物理过程,让我这种视觉型学习者受益匪浅。而且,作者在描述一些复杂的理论时,常常会穿插一些生动的比喻,或者从历史发展的角度去讲解,这使得原本可能令人望而生畏的内容变得鲜活有趣,也更容易被我这个非专业出身的读者所理解和接受。这本书的语言风格也非常独特,既有严谨的学术性,又不失流畅的阅读性,读起来一点都不费力,反而有种欲罢不能的感觉,总是想迫不及待地翻到下一页,看看接下来又会有什么惊喜等着我。

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我是一名对航空航天领域充满向往的普通爱好者,对飞机发动机、火箭推进以及各种高超声速飞行器的设计理念非常好奇。《多相流热物理学》这本书,无疑为我揭开了这些令人兴奋的技术背后的神秘面纱。书中关于燃烧室内的多相混合燃烧过程,以及喷管内的气液两相喷雾流动,都让我对发动机的动力产生原理有了更深刻的理解。作者详细介绍了燃油雾化、气液混合、火焰传播以及能量释放等一系列复杂过程,并分析了它们如何影响发动机的效率和性能。我尤其对书中关于火箭发动机中推进剂的雾化和燃烧过程的探讨印象深刻,这让我明白了为什么如此巨大的推力能够被产生出来。此外,书中对高超声速流动中激波与边界层相互作用的研究,也让我对飞机在高空高速飞行时的气动特性有了更清晰的认识。它解释了在极端条件下,空气会发生电离,形成等离子体,而这种多相流体与固体表面的相互作用,对飞行器的设计提出了巨大的挑战。总而言之,这本书为我提供了一个科学的视角来理解航空航天技术,它不仅仅展示了令人惊叹的工程成就,更揭示了这些成就背后所依赖的深厚的科学原理,让我对人类探索天空和宇宙的勇气和智慧有了更深的敬意。

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我是一名对自然界地质现象非常感兴趣的业余研究者,常常被火山爆发、地震引发的地质灾害以及地下水循环等现象所吸引。《多相流热物理学》这本书,为我理解这些复杂地质过程提供了全新的视角。书中关于熔岩流动的章节,让我深刻理解了岩浆在不同温度、粘度和组分下的流动行为,以及它们如何影响火山喷发的规模和形态。作者详细介绍了熔岩的非牛顿流体特性,以及气泡在熔岩中的生成、上升和破裂如何影响熔岩的粘度和密度,从而影响其流动距离和冷却速度。这对于我理解不同类型的火山喷发,比如夏威夷式的溢流喷发和斯特龙博利式的爆炸式喷发,有了更清晰的认识。此外,书中对地下水系统中多相流的研究,包括水、油、气以及固体的混合流动,让我对油气藏的形成和开采,以及地下水的污染扩散和修复有了更深入的理解。我尤其惊叹于书中对多孔介质中多相流的讲解,它解释了液体、气体和固体颗粒如何在充满孔隙和裂缝的地层中相互作用,以及热量如何在这些复杂环境中传递。这本书的图解清晰地展示了不同多相流模型在解释地质现象时的适用性,比如Darcy定律的扩展以及多孔介质中的相渗等概念。总而言之,这本书将看似抽象的物理理论,巧妙地与我所关注的自然界地质现象联系起来,为我打开了一扇新的认知大门,让我能够更科学、更深入地理解地球的动态过程。

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